<EN> Theoretical studies of the interaction of carbon nanotubes with amino acids

This work aimed to design nano (bio) sensors for use in medicine. We use nanostructures as carbon nanotubes and study their interaction with different amino acids. This interaction was studied using Molecular Modeling using techniques such as semi-empirical methods. Through the MOPAC program and the PM7 method, we were able to calculate the energies and electronic properties of the systems, assembled with a carbon nanotube (10.0) + amino acid. The objective was to study, from a theoretical point of view, the possible interactions and changes that occurred in the electronic structure of nanotubes when different complexes are formed. The methodology was divided into steps: First we chose the initial structures of the nanotube and the amino acids, then we did the assembly of the complexes, and following the final steps to optimize them and analyze the results. After analyzing the data obtained through the optimization of the system by the MOPAC program, checking the valence atoms of the system and the images, we concluded that there was no interaction or link between the amino acids and the carbon nanotube. Although two optimizations were made starting from two different conformations in which the amino acids were initially placed at distances of 3.0 and 1.5Å, respectively, there were no significant changes in the electronic properties and energies of the complexes. We concluded that, although the result is not what we expected, there was a very significant learning, mainly in the use of computer modeling programs. We will do new tests with carbon nanotubes functionalized with organic groups -OH and -COOH, to increase the reactivity of the nanotube surface and thus increase the interaction with amino acids.

<PT> Estudos Teóricos da interação de nanotubos de carbono com aminoácidos

Este trabalho teve como finalidade o desenho de nano(bio)sensores para a utilização na medicina. Utilizamos nanoestruturas como nanotubos de carbono e estudamos a sua interação com diferentes aminoácidos. Esta interação foi estudada lançando mão da Modelagem Molecular usando técnicas como os métodos semiempíricos. Através do programa MOPAC e o método PM7, conseguimos calcular as energias e propriedades eletrônicas dos sistemas, montadas com um nanotubo de carbono (10,0) + aminoácido. O objetivo foi estudar, do ponto de vista teórico, as possíveis interações e modificações ocorridas na estrutura eletrônica dos nanotubos quando os diferentes complexos são formados. A metodologia foi dividida em passos: Primeiramente escolhemos as estruturas iniciais do nanotubo e dos aminoácidos, logo após fizemos a montagem dos complexos, e seguindo os passos finais a otimização dos mesmos e a análise dos resultados. Após a análise dos dados obtidos através da otimização do sistema pelo programa MOPAC, verificação dos átomos de valência do sistema e das imagens concluímos que não houve nenhuma interação ou ligação entre os aminoácidos e o nanotubo de carbono. Apesar de terem sido feitas duas otimizações começando de duas conformações diferentes nas quais os aminoácidos foram colocados inicialmente a distâncias de 3,0 e 1,5Å, respectivamente, não houve alterações significativas nas propriedades eletrônicas e energias dos complexos. Concluímos que, apesar de o resultado não ser o que esperávamos, houve um aprendizado muito significativo, principalmente na utilização dos programas de modelagem computacional. Iremos fazer novos ensaios com nanotubos de carbono funcionalizados com grupos orgânicos -OH e -COOH, para aumentar a reatividade da superfície do nanotubo e assim aumentar a interação com os aminoácidos.